一种控轧高强度船板钢及其生产方法技术

本发明专利技术属于船舶及海洋工程用结构钢技术领域，特别涉及一种控轧高强度船板钢及其生产方法，所述船板钢厚度规格为6~30mm，所述船板钢化学成分质量百分比为：C 0.10~0.18%，Si 0.10~0.40%，Mn 1.20~1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，Als 0.015~0.055%，Ti 0.005~0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术采用Al+Ti细化晶粒元素、230mm厚度连铸坯、控轧工艺生产355MPa级高强度船板，生产成本低，力学性能稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于船舶及海洋工程用结构钢
，特别涉及一种控轧高强度船板钢及其生产方法。
技术介绍
新世纪以来，国内船舶制造业发展迅速，造船完工量、新接订单量、手持订单量多年来均位居世界前列，对船板的需求始终处于较高水平。近年来受经济危机影响，船舶制造业对船板的需求有所减少，同时对船板质量要求越来越高，船板市场竞争更加激烈。在此背景下，高质量低成本船板的研发和推广是大势所趋。申请号为201010264387.3的专利申请公开了一种控轧型特厚高强度船板钢及其制备方法，其特征在于，控制钢的化学成分质量百分比含量为：C0.11％-0.16％，Si0.30％-0.50％，Mn1.40％-1.60％，Als0.025％-0.055％，Nb0.030％-0.050％，V0.030％-0.05％，Ti0.010％-0.020％，P＜0.020％，S＜0.012％，余量为Fe。该专利加入0.030％-0.050％的Nb和0.030％-0.05％的V，冶炼控制难度大，合金成本较高，难以适应当前船板市场竞争形势的需要。
技术实现思路
为克服以上技术问题，本专利技术提供了一种控轧高强度船板钢及其生产方法，采用Al+Ti细化晶粒元素、230mm厚度连铸坯、控轧工艺生产355MPa级高强度船板刚，生产成本低，力学性能稳定。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种控轧高强度船板钢，所述船板钢厚度规格为6～30mm，船板钢化学成分质量百分比为：C0.10～0.18％，Si0.10～0.40％，Mn1.20～1.60％，P≤0.012％，S≤0.005％，Als0.015～0.055％，Ti0.005～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质。作为优选，所述船板钢化学成分质量百分比为：C0.16％，Si0.25％，Mn1.51％，P0.011％，S0.004％，Als0.032％，Ti0.016％。本专利技术的一种控轧高强度船板钢各合金成分的确定：碳：C是钢铁材料传统、经济的强化元素，对钢的强度、韧性、塑性、焊接等影响都很大。随碳含量的增加，强度提高，而冲击韧性则明显下降，并对焊接性能产生不利影响。从经济性和产品性能角度考虑，优选C含量控制在0.10～0.18％。硅：Si是炼钢主要的脱氧元素，为达到充分的脱氧效果Si含量应在0.05％以上，但若过高则会降低母材及焊接部位的韧性。因此优选Si含量为0.10～0.40％。锰：Mn是保证钢的强度和韧性的必要元素，也是良好的脱氧剂，但锰含量过高会造成钢板带状组织严重、韧性降低及各向异性等问题，并对钢板的焊接性能产生不利影响。因此优选Mn含量为1.2～1.60％。磷：P是造成钢较严重偏析的有害元素，增加钢的脆性，尤其是低温脆性，对冲击韧性带来不利影响，本专利技术的P含量控制在0.012％以下。硫：S是残存在钢中的有害元素之一，会增加钢的热脆性，降低钢的延展性及韧性，对焊接也有不利影响。本专利技术的S含量控制在0.005％以下。铝：Al是一种强脱氧剂，并且能细化钢的晶粒，提高钢在低温下的韧性，但超过0.08％时容易产生铸坯热裂纹，同时钢的韧性降低。因此优选Al含量为0.015～0.055％。钛：Ti不仅能提高钢的强度、细化晶粒、降低时效敏感性和冷脆性，而且少量的钛还能改善焊接性能。Ti以TiN形式存在而发挥作用，小于0.005％时效果小，超过0.04％时易形成大颗粒TiN而失去效果。因此优选Ti含量为0.005～0.020％。一种控轧高强度船板钢的生产方法，生产工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼→VD/RH精炼→板坯连铸→板坯下线堆垛缓冷→板坯清理→板坯再加热→3500轧机控轧→钢板空气冷却→成品取样检验→入库，控制所述船板钢化学成分质量百分比为：C0.10～0.18％，Si0.10～0.40％，Mn1.20～1.60％，P≤0.012％，S≤0.005％，Als0.015～0.055％，Ti0.005～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，其中，所述高炉铁水的化学成分质量百分比满足P≤0.12％，Cr≤0.06％；所述铁水预脱硫工艺中，脱硫后铁水中硫的质量百分含量≤0.003％；所述转炉冶炼工艺中，在120吨转炉上冶炼钢水，终点C的质量百分含量不低于0.05％；所述LF精炼工艺中，进行造白渣处理，保证埋弧效果良好；所述VD/RH精炼工艺中，钢水进行VD或RH真空处理，真空度≤150Pa；所述板坯连铸工艺中，将钢水浇铸成230mm厚板坯，下线堆垛缓冷，铸坯低倍达到中心偏析C类1.5、中心疏松0.5；所述板坯清理、板坯再加热工艺中，板坯检查清理后装炉加热，加热时间0.9～1.0min/mm；所述3500轧机控轧工艺包括粗轧阶段和精轧阶段，所述粗轧阶段保证有2个以上道次压下量≥30mm，中间坯厚度≥2倍成品钢板的厚度；所述精轧阶段保证终轧温度控制在840±10℃；所述钢板空气冷却工艺，轧制完成后钢板空气冷却至室温。作为优选，所述VD/RH精炼工艺中，钢水进行VD或RH真空处理，真空保压时间≥15min。作为优选，所述脱氧合金化工艺中，吹氩时间≥10min(含出钢吹氩时间)。作为优选，所述板坯下线堆垛缓冷工艺中，堆垛温度650℃以上。作为优选，所述板坯下线堆垛缓冷工艺中，缓冷至300℃以下。作为优选，所述板坯清理、板坯再加热工艺中，板坯检查清理后装炉加热，出炉温度1050～1150℃。本专利技术的有益效果是：与对比文件相比本专利技术钢板成分中去掉了成本较高的Nb和V，在降低了生产成本的前提下，却达到了与对比文件中的钢板相当的完全满足各船级社标准要求的力学性能：上屈服强度360～430MPa，抗拉强度500～570MPa，断后伸长率24～33％，-20℃下夏比V型纵向冲击功平均在150J以上，Z向拉伸断面收缩率平均在40％以上，因此本专利技术的船板钢大大提高了市场竞争力。本专利技术生产工艺采用高洁净钢冶炼技术、高质量连铸坯生产技术，可生产钢板的最大厚度为30mm，采用Al+Ti细化晶粒元素、230mm厚度连铸坯、控轧工艺生产355MPa级高强度船板钢，生产的钢板成分中可控制：N≤30ppm，O≤20ppm，H≤1.5ppm，保证N、O、H能控制在较低的含量，从而保证钢板具有较高的质量。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面用具体实例来详细说明本专利技术的技术方案，但是本专利技术并不局限于此。实施例1根据本专利技术提供的化学成分、工艺流程以及规定的工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控轧高强度船板钢，其特征在于：所述船板钢厚度规格为6~30mm，船板钢化学成分质量百分比为：C 0.10~0.18%，Si 0.10~0.40%，Mn 1.20~1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，Als 0.015~0.055%，Ti 0.005~0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种控轧高强度船板钢，其特征在于：所述船板钢厚度规格为6~30mm，船板钢化学成
分质量百分比为：C0.10~0.18%，Si0.10~0.40%，Mn1.20~1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，
Als0.015~0.055%，Ti0.005~0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种控轧高强度船板钢，其特征在于：所述船板钢化学成分质量
百分比为：C0.16%，Si0.25%，Mn1.51%，P0.011%，S0.004%，Als0.032%，Ti0.016%。
3.如权利要求1~2任一项所述的一种控轧高强度船板钢的生产方法，其特征在于，生产
工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼→VD/RH精炼→板
坯连铸→板坯下线堆垛缓冷→板坯清理→板坯再加热→3500轧机控轧→钢板空气冷却→
成品取样检验→入库，控制所述船板钢化学成分质量百分比为：C0.10~0.18%，Si0.10~
0.40%，Mn1.20~1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，Als0.015~0.055%，Ti0.005~0.020%，余量
为Fe及不可避免的杂质，其中，
所述高炉铁水的化学成分质量百分比满足P≤0.12%，Cr≤0.06%；
所述铁水预脱硫工艺中，脱硫后铁水中硫的质量百分含量≤0.003%；
所述转炉冶炼工艺中，在120吨转炉上冶炼钢水，终点C的质量百分含量不低于0.05%；
所述LF精炼工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王焕洋，徐洪庆，刘晓东，李旺生，李敏，李延芝，肖丰强，郑淑胜，宋绪柯，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37